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《北京交通大学》 2011年
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高墩多跨连续刚构桥温度效应分析及稳定性研究

罗小峰  
【摘要】:预应力混凝土连续刚构桥具有跨越能力大、整体性能强、受力合理、施工方便等优点。对于高墩多跨预应力混凝土连续刚构桥,其稳定与强度具有同等的重要性。另外,由于混凝土材料本身导热性较差,在各种温度变化作用下,桥梁结构会产生相当大的变形、内力甚至出现温度裂缝。 本文以泾河大桥为背景,对其进行了温度效应和稳定性分析。在对该桥11号桥墩重点进行水化热监测的基础上,采用有限元方法对水化热引起的温度场进行了模拟分析。利用模拟计算得到的温度场,预测了泾河大桥主梁零号块浇筑过程水化热产生的应力,建议了为降低水化热而采取的可行措施。 研究了年温度效应和局部温度效应对泾河大桥的影响,分析对比了整体升温荷载、上部结构温度梯度荷载、桥墩梯度温度荷载作用下的全桥的变形和内力。结果表明,桥墩在双向温度梯度荷载的作用下,在桥梁的横桥向产生较大的位移。目前公路桥梁设计规范中未考虑桥墩温度梯度荷载,对于高墩多跨连续刚构桥而言,是偏于不安全的。 重点对泾河大桥全桥及6号和7号墩进行了稳定性分析。分析中考虑几何非线性和材料非线性对桥墩稳定性的影响。结果表明,在所有荷载中恒载对结构的稳定性影响最大,活载次之,风荷载和温度荷载对结构前几阶的稳定性影响很小考虑几何非线性的稳定分析结果仅为弹性稳定分析结果的64%-71%,而考虑双重非线性的稳定分析结果仅为弹性稳定分析结果的25%-37%。可见,对于高墩多跨刚构桥,弹性稳定分析的结果不宜作为判断其稳定性是否满足要求的最终目标。
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